DE60301482T2 - Pump power source, pump power generation method for an optical transmission system, and an optical transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpenergiequelle zum Einspeisen von Pumpenergie in ein optisches Übertragungssystem, das ein optisches Signal über eine Lichtleitfaser überträgt, insbesondere ein optisches Übertragungssystem, in welchem ein Strahl der besagten Pumpenergie derart in besagte Lichtleitfaser eingespeist wird, daß sich der besagte Strahl der besagten Pumpenergie in der gleichen Richtung wie das besagte optische Signal ausbreitet.The The present invention relates to a pump power source for Injecting pump energy into an optical transmission system optical signal via transmits an optical fiber, in particular an optical transmission system, in which a jet of said pumping energy so said Optical fiber is fed, that said beam of the said pumping energy in the same direction as said optical Signal propagates.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Einspeisen von Pumpenergie in ein optisches Übertragungssystem zur Übertragung eines optischen Signals über eine Lichtleitfaser, insbesondere ein optisches Übertragungssystem, in welchem ein Strahl der besagten Pumpenergie derart in besagte Lichtleitfaser eingespeist wird, daß sich der besagte Strahl der besagten Pumpenergie in der gleichen Richtung wie das besagte optische Signal ausbreitet.The The present invention further relates to a method for Feeding pump energy into an optical transmission system for transmission an optical signal via an optical fiber, in particular an optical transmission system, in which a jet of said pump energy in said optical fiber is fed that said jet of said pump energy in the same direction as the said optical signal propagates.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein optisches Übertragungssystem, beinhaltend einen oder mehrere Lichtleitfaserabschnitte zum Übertragen eines optischen Signals über besagte Lichtleitfaser, und ferner beinhaltend eine Pumpenergiequelle zur Bereitstellung von Pumpenergie.The The present invention also relates to an optical transmission system. including one or more optical fiber sections for transmission an optical signal via said optical fiber, and further including a pump power source to provide pumping energy.
Eine derartige Pumpenergiequelle, ein Verfahren zum Einspeisen von Pumpenergie in ein optisches Übertragungssystem und ein optisches Übertragungssystem sind aus dem Dokument WO 02/056510 A2 bekannt. In der zusammenfassenden Patentbeschreibung aus Japan, Band 2002, Nr. 2 vom 2. April 2002 sowie in JP 2001 305594 A wird ein optischer parametrischer Verstärker mit verbesserter Verstärkung beschrieben. Diesem Dokument zufolge werden Pumplichtstrahlen, welche eine erste Wellenlänge haben, und Signallichtstrahlen, welche eine zweite Wellenlänge haben, in ein optisch nichtlineares Medium dritter Ordnung eingespeist, wobei die Signallichtstrahlen, welche die zweite Wellenlänge haben, verstärkt und durch einen optischen parametrischen Prozeß ausgegeben werden. Der Verstärker ist mit einem optischen Verstärker, welcher die Pumplichtstrahlen verstärkt, sowie mit einem Mittel versehen, das Licht, welches andere Wellenlängen als die Wellenlängen der Pumplichtstrahlen aufweist, aus den vom optischen Verstärker ausgegebenen Lichtstrahlen eliminiert und die Pumplichtstrahlen in das Medium einspeist.A Such pump power source, a method for feeding pump energy in an optical transmission system and an optical transmission system are known from the document WO 02/056510 A2. In the summary patent specification from Japan, Vol. 2002, No. 2 of April 2, 2002 and JP 2001 305594 A is described an optical parametric amplifier with improved gain. According to this document, pump light rays, which are a first wavelength have, and signal beams, which have a second wavelength, fed into an optically non-linear medium of the third order, wherein the signal light beams having the second wavelength reinforced and output by an optical parametric process. The amplifier is with an optical amplifier, which amplifies the pump light rays and provided with a means the light, which is wavelengths other than the wavelengths of the Pumping light beams, from the output from the optical amplifier light beams eliminated and the pumping light rays fed into the medium.
Im Artikel "Novel pumping schemes for thulium doped fiber amplifier", Optical Fiber Communication Conference, Technical Digest Post-Conference Edition, Baltimore, MD, 7. bis 10. März 2000, New York, IEEE, US, Band 2 von 4, 7. März 2002, Seiten 14 bis 16, wird ein Pumpverfahren für thuliumdotierte Faserverstärker beschrieben. Diesem Dokument zufolge ist ein bidirektionales Pumpen im Hinblick auf die Verstärkung und den Leistungskonversionswirkungsgrad wesentlich zweckmäßiger als unidirektionales Pumpen.in the Article "Novel pumping for the thulium doped fiber amplifier ", Optical Fiber Communication Conference, Technical Digest Post-Conference Edition, Baltimore, MD, 7th to 7th March 10th 2000, New York, IEEE, US, Volume 2 of 4, 7 March 2002, pages 14-16, becomes a pumping method for thulium-doped fiber amplifiers described. According to this document, bidirectional pumping is in terms of reinforcement and the power conversion efficiency much more useful than unidirectional pumping.
Im
Dokument
Pumpenergiequellen des obengenannten Typs kommen verbreitet in optischen Übertragungssystemen zur Anwendung, die eine Lichtleitfaser beinhalten, welche als Wellenleiter zur Führung eines optischen Signals wirkt. Da optische Signale bei ihrer Ausbreitung über eine Lichtleitfaser gedämpft werden, ist eine Verstärkung besagter optischer Signale wünschenswert.Pumping energy sources of the above type are widely used in optical transmission systems for use, which include an optical fiber serving as a waveguide to the leadership an optical signal acts. Since optical signals in their propagation over a Attenuated optical fiber be, is a reinforcement said optical signals desirable.
Optische Verstärker nach dem Stand der Technik sind beispielsweise erbiumdotierte Faserverstärker (Erbium-Doped Fiber Amplifiers, EDFAs) und Raman-Verstärker, von denen letzterer den wohlbekannten Effekt der stimulierten Raman-Streuung (Stimulated Raman Scattering, SRS) ausnutzen. Beide erfordern keine Konvertierung des optischen Signals in ein elektrisches Signal, bevor die Verstärkung erfolgt. Allgemein bieten Raman-Verstärker den Vorteil, daß die Verstärkung optischer Signale direkt in einer gewöhnlichen Lichtleitfaser erzielt wird, während EDFA-Systeme zum Erzielen einer Verstärkung beispielsweise erbiumdotierte Lichtleitfaserabschnitte erfordern.optical amplifier For example, erbium-doped fiber amplifiers (Erbium-Doped Fiber Amplifiers, EDFAs) and Raman amplifiers, the latter of which Well-known effect of stimulated Raman scattering (Stimulated Raman Scattering, SRS) exploit. Both do not require conversion of the optical Signal into an electrical signal before amplification occurs. Generally offer Raman amplifiers the advantage that the reinforcement achieved optical signals directly in a conventional optical fiber will, while EDFA systems for gaining, for example, erbium-doped Require optical fiber sections.
Raman-Verstärker lassen sich auf zweierlei Weise konfigurieren, und zwar in vorwärtsgepumpter Konfiguration, bei der sich ein Pumpenergiestrahl in der gleichen Richtung wie das zu verstärkende optische Signal ausbreitet, und in rückwärtsgepumpter Konfiguration, bei der sich ein Pumpenergiestrahl in der dem zu verstärkenden optischen Signal entgegengesetzten Richtung ausbreitet. Ausbreitung in der gleichen Richtung bedeutet, daß sowohl die Pumpenergie als auch das zu verstärkende optische Signal in der gleichen Richtung fortschreiten, während eine Ausbreitung in entgegengesetzter Richtung einen Zustand beschreibt, in dem die besagte Pumpenergie und das besagte optische Signal in entgegengesetzten Richtungen fortschreiten.Let Raman amplifier configure in two ways, in a forward-pumped configuration, in which a pump energy beam in the same direction as that to be reinforced optical signal propagates, and in backward pumped configuration, in which a pump energy beam in the to be amplified optical signal propagates opposite direction. spread in the same direction means that both the pump energy as also to be reinforced optical signal progress in the same direction while propagating in the opposite direction describes a state in which the said pumping energy and said optical signal in opposite Advancing directions.
Das Vorwärtspumpen gilt als aussichtsreiche Technik und läßt sich auch mit dem Rückwärtspumpen kombinieren, was eine Verbesserung des optischen Signal-Rausch-Verhältnisses (Optical Signal-to-Noise Ratio, OSNR) und eine Verminderung der doppelten Raleigh-Streuung ermöglicht.The forward pumping is considered a promising technique and can also be pumped backwards combine, resulting in an improvement of the optical signal-to-noise ratio (Optical Signal to Noise Ratio, OSNR) and a reduction in the double Raleigh scattering possible.
Allerdings erzeugen heute übliche Pumpenergiequellen wie etwa die gängigen Diodenlaser ein vergleichsweise hohes relatives Intensitätsrauschen (Relative Intensity Noise, RIN), also unerwünschte Amplitudenschwankungen der Intensität eines Ausgangsstrahls. Für die meisten Laserarten weist das besagte RIN eine 1/f-Charakteristik auf, was bedeutet, daß das RIN bei niedrigen Modulationsfrequenzen f maximal ist. Bei höheren Frequenzen ist das RIN durch weißes Rauschen begrenzt, das gleichzeitig auch das minimale RIN definiert.Indeed generate usual today Pump energy sources such as the common diode lasers a comparatively high relative intensity noise (relative Intensity Noise, RIN), so unwanted amplitude fluctuations the intensity an output beam. For most laser types have said RIN a 1 / f characteristic on, which means that RIN is maximal at low modulation frequencies f. At higher frequencies the RIN is white Limited noise, which also defines the minimum RIN.
Das besagte RIN wird auf das optische System übertragen, während das besagte optische Signal durch Raman-Verstärkung verstärkt wird, vor allem in einer vorwärtsgepumpten Konfiguration, weil der Vorgang der Raman-Streuung, auf welchem die besagte Raman-Verstärkung basiert, ein nahezu momentaner Vorgang ist. Selbst hochfrequente Schwankungen der besagten Pumpenergiequelle beeinflussen also die Verstärkung des besagten optischen Signals, was in höchstem Maße unerwünscht ist.The said RIN is transferred to the optical system while the said optical signal is amplified by Raman amplification, especially in one forward pumped Configuration, because the process of Raman scattering, on which the said Raman amplification is an almost instantaneous process. Even high-frequency fluctuations the said pump power source thus influence the gain of said optical signal, which is highly undesirable.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist folglich die Bereitstellung einer Pumpenergiequelle, vorzugsweise mit einem niedrigen RIN, ein verbessertes optisches Übertragungssystem und ein verbessertes Verfahren zum Einspeisen von Pumpenergie in ein optisches Übertragungssystem.One The aim of the present invention is therefore the provision a pump power source, preferably with a low RIN improved optical transmission system and an improved method for feeding pump energy into an optical transmission system.
Dieses Ziel wird mit einer Pumpenergiequelle gemäß der Präambel von Anspruch 1 durch eine zusätzliche Lichtleitfaser erreicht, die in der Lage ist, einem optischen Signal, das sich in der besagten zusätzlichen Lichtleitfaser ausbreitet, eine Raman-Verstärkung zu verleihen, durch eine zusätzliche Quelle, welche ein zusätzliches Quellsignal liefert, das in besagte zusätzliche Lichtleitfaser eingespeist werden kann, sowie durch eine zusätzliche Pumpe, welche ein zusätzliches Pumpsignal liefert, das in besagte zusätzliche Lichtleitfaser eingespeist werden kann, so daß es sich entgegengesetzt zum besagten zusätzlichen Quellsignal ausbreitet. Das besagte zusätzliche Pumpsignal breitet sich also im Vergleich zum zusätzlichen Quellsignal in entgegengesetzter Richtung aus.This The object is achieved with a pump power source according to the preamble of claim 1 an additional Optical fiber capable of providing an optical signal, that is in the said additional Optical fiber propagates to impart Raman gain through a additional Source, what an additional Source signal supplied to said additional optical fiber can be, as well as by an additional pump, which an additional Pump signal supplied to said additional optical fiber can be so that it propagates opposite to said additional source signal. That said extra Pump signal spreads so compared to the additional Source signal in the opposite direction.
Da sich das zusätzliche Pumpsignal erfindungsgemäß entgegengesetzt zum besagten zusätzlichen Quellsignal ausbreitet, wird das besagte zusätzliche Quellsignal durch Raman-Verstärkung innerhalb der besagten zusätzlichen Lichtleitfaser in rückwärtsgepumpter Konfiguration verstärkt, was besonders im Hinblick auf die RIN-Übertragung vom besagten zusätzlichen Pumpsignal auf besagtes zusätzliches Quellsignal von Vorteil ist.There the extra Pump signal according to the invention opposite to the said additional Propagates source signal, said additional source signal by Raman amplification within the said additional Optical fiber in backward pumped Configuration amplified, especially with regard to the RIN transfer of said additional Pump signal on said additional Source signal is beneficial.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß Amplitudenschwankungen des besagten zusätzlichen Pumpsignals während der Raman-Verstärkung des zusätzlichen Quellsignals innerhalb der rückwärtsgepumpten Konfiguration ausgemittelt werden, da z.B. jedes einzelne Bit eines digitalen zusätzlichen Quellsignals mehrere Millisekunden des zusätzlichen Pumpsignals sieht. Es findet also – im interessierenden Frequenzbereich von z.B. 50 kHz bis 10 GHz – praktisch keine Übertragung des RINs vom zusätzlichen Pumpsignal auf das zusätzliche Quellsignal statt.This is due to the fact that amplitude fluctuations said additional pump signal while Raman amplification of the extra Source signal within the backward pumped Configuration be averaged because e.g. every single bit of one digital additional Source signal sees several milliseconds of the additional pump signal. So it finds - in frequency range of interest e.g. 50 kHz to 10 GHz - practical no transmission of the RIN from the additional Pump signal on the additional Source signal instead.
In einem niedrigeren Frequenzbereich von 0 kHz bis etwa 10 kHz erfolgt keine RIN-Übertragung vom zusätzlichen Pumpsignal auf das zusätzliche Quellsignal, was auf ein Phänomen zurückzuführen ist, das als Tiefpaßverhalten der oben beschriebenen RIN-Übertragung einer Raman-Verstärkung vom rückwärtsgepumpten Typ bezeichnet werden kann.In a lower frequency range from 0 kHz to about 10 kHz no RIN transmission from additional Pump signal to the additional source signal, what a phenomenon is due as a low-pass behavior the RIN transmission described above a Raman amplification from the backward pumped Type can be designated.
Die besagte RIN-Übertragung im niedrigeren Frequenzbereich wirkt sich jedoch nicht auf die Übertragung eines derart verstärkten optischen Signals aus, weil die Eingangsstufen von optischen Übertragungsempfängern im oben erwähnten Frequenzbereich von etwa 50 kHz bis etwa 10 GHz gewöhnlich ein Bandpaßverhalten zeigen.The said RIN transmission in the lower frequency range, however, does not affect the transmission such a reinforced one optical signal because the input stages of optical transceivers in the mentioned above Frequency range from about 50 kHz to about 10 GHz usually a bandpass demonstrate.
In einer vorwärtsgepumpten Konfiguration zeigt die RIN-Übertragung ein Tiefpaßverhalten, das ausschließlich auf die Dispersion der Faser zurückzuführen ist. Daher beschränkt sich die RIN-Übertragung in einer vorwärtsgepumpten Konfiguration auf einen bestimmten (Tiefpaß-) Frequenzbereich mit Grenzfrequenzen im Bereich von einigen zehn MHz. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch Raman-Verstärkung des besagten zusätzlichen Quellsignals mittels Rückwärtspumpen des besagten zusätzlichen Pumpsignals vermieden.In a pumped forward Configuration shows the RIN transmission a low-pass behavior, that exclusively due to the dispersion of the fiber. Therefore limited the RIN transmission in a forward pumped Configuration to a specific (low-pass) frequency range with cut-off frequencies in the range of tens of MHz. According to the present invention This is done by Raman amplification said additional source signal by means of reverse pumping said additional Pump signal avoided.
Auf diese Weise kann das RIN des verstärkten zusätzlichen Quellsignals, das durch rückwärtsgepumpte Raman-Verstärkung des besagten zusätzlichen Quellsignals mit dem besagten zusätzlichen Pumpsignal erzielt wird, sehr niedrig gehalten werden.On this way, the RIN of the amplified additional source signal, the by backward pumped Raman amplification said additional Source signal achieved with said additional pump signal will be kept very low.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet die besagte zusätzliche Quelle einen Distributed-Feedback-Laser (DFB-Laser), der ein zusätzliches Quellsignal mit sehr niedrigem RIN erzeugt. Auf diese Weise sind weitere Verbesserungen im Hinblick auf ein niedriges RIN des besagten verstärkten zusätzlichen Quellsignals möglich. Natürlich sind zum Erzeugen des zusätzlichen Quellsignals auch andere Arten von Laserquellen verwendbar, die ein sehr niedriges RIN aufweisen. Allgemein ist gemäß einer weiteren Variante der Erfindung das RIN des besagten zusätzlichen Quellsignals vorteilhafterweise niedriger als das RIN des besagten zusätzlichen Pumpsignals.According to an advantageous embodiment of the present invention, said additional source includes a distributed feedback laser (DFB laser) which generates an additional source signal with very low RIN. In this way, further improvements are in terms of low RIN of said enhanced additional source possible. Of course, other types of laser sources having a very low RIN can be used to generate the additional source signal. Generally, according to a further variant of the invention, the RIN of said additional source signal is advantageously lower than the RIN of said additional pump signal.
Insgesamt hat das verstärkte zusätzliche Quellsignal im interessierenden Frequenzbereich von 50 kHz bis 10 GHz ungefähr dasselbe niedrige RIN wie das zusätzliche Quellsignal selbst.All in all has the amplified additional source signal in the frequency range of interest from 50 kHz to 10 GHz approximately the same low RIN like the extra Source signal itself.
Das verstärkte zusätzliche Quellsignal kann zur Raman-Verstärkung des optischen Signals des optischen Übertragungssystems verwendet werden. Wegen des niedrigen RINs des verstärkten zusätzlichen Quellsignals ist es möglich, das verstärkte zusätzliche Quellsignal vorteilhafterweise als Pumpsignal für die Raman-Verstärkung des besagten optischen Signals in einer rückwärtsgepumpten Konfiguration zu verwenden.The increased additional Source signal can be used to Raman amplification of the optical signal of the optical transmission system be used. Because of the low added RINs Source signal it is possible the reinforced additional Source signal advantageously as a pump signal for the Raman gain of the said optical signal in a backward pumped configuration to use.
Um die Raman-Verstärkung in der besagten zusätzlichen Faser wie oben beschrieben zu ermöglichen, wird mit einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß eine Wellenlänge des besagten zusätzlichen Quellsignals größer ist als eine Wellenlänge des besagten zusätzlichen Pumpsignals. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform liegt die Wellenlängendifferenz zwischen dem besagten zusätzlichen Quellsignal und dem besagten zusätzlichen Pumpsignal in einem Bereich von etwa 80 nm bis 120 nm, damit eine zur Raman-Verstärkung gehörende Raman-Verstärkungsbandbreite optimal genutzt wird.Around the Raman amplification in the said additional Fiber as described above, with another advantageous embodiment proposed in the present invention that a wavelength of the said additional Source signal is larger as a wavelength of said additional Pump signal. In a further preferred embodiment, the wavelength difference is between the said additional Source signal and the said additional Pump signal in a range of about 80 nm to 120 nm, so that a to Raman amplification belonging Raman gain bandwidth is used optimally.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das besagte zusätzliche Quellsignal der besagten zusätzlichen Quelle depolarisiert ist und/oder eine hohe spektrale Bandbreite aufweist.A further advantageous embodiment of the present invention is characterized in that said additional Source signal of said additional Source is depolarized and / or a high spectral bandwidth having.
Eine Depolarisation des besagten zusätzlichen Quellsignals trägt zur Minimierung der Polarisationsabhängigkeit der Raman-Verstärkung bei.A Depolarization of the said additional Carries source signal to minimize the polarization dependence of the Raman gain.
Eine hohe spektrale Bandbreite verringert den Einfluß des Brillouin-Effekts, der eine Wechselwirkung zwischen einem optischen Signalen und akustischen Wellen beschreibt.A high spectral bandwidth reduces the influence of the Brillouin effect, the an interaction between an optical signal and acoustic Describes waves.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine optische Leistung des besagten zusätzlichen Pumpsignals größer ist als eine optische Leistung des besagten zusätzlichen Quellsignals, damit genügend Energie für die Verstärkung zur Verfügung steht.According to one further advantageous embodiment The present invention is an optical performance of said additional Pump signal is greater as an optical power of said additional source signal, therewith enough Energy for the reinforcement to disposal stands.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet das zusätzliche Quellsignal mehrere Quell-Wellenlängen, so daß die Pumpenergiequelle auch in optischen Übertragungssystemen, die im Wellenlängenmultiplexbetrieb (Wavelength Division Multiplex, WDM) arbeiten, eingesetzt werden kann, beispielsweise zur gleichzeitigen Verstärkung mehrerer Wellenlängenkanäle des besagten optischen Signals.According to one further advantageous embodiment In accordance with the present invention, the additional source signal includes multiple ones Source wavelengths, so that the Pump power source also in optical transmission systems, which in Wavelength division multiplexing (Wavelength Division Multiplex, WDM) can, for example, for simultaneous amplification of several wavelength channels of the said optical signal.
Mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß die besagte zusätzliche Pumpe mindestens einen Diodenlaser beinhaltet.With a further embodiment The present invention proposes that said additional Pump includes at least one diode laser.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet die besagte zusätzliche Pumpe mindestens einen Raman-Faserlaser. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da ein Raman-Faserlaser eine hohe Ausgangsleistung hat und sich daher ideal zum Pumpen eines anderen Signals eignet.According to one another very advantageous embodiment The present invention includes said additional Pump at least one Raman fiber laser. This embodiment is particularly advantageous because a Raman fiber laser has a high output power and therefore ideal for pumping another signal.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Pumpenergiequelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Restleistung des besagten zusätzlichen Pumpsignals, die in ein erstes Ende der besagten zusätzlichen Lichtleitfaser eingespeist wird, an einem zweiten Ende der besagten zusätzlichen Lichtleitfaser zurückgewonnen werden kann. Auf diese Weise kann die optische Restleistung des zusätzlichen Pumpsignals wiederverwendet werden, was eine optische Leistung des besagten zusätzlichen Pumpsignals, das in das erste Ende der zusätzlichen Lichtleitfaser eingespeist wird, minus der zum Verstärken des besagten zusätzlichen Quellsignals aufgewendeten Energie, welche vom Leistungskonversionswirkungsgrad der Raman-Verstärkung abhängt, sowie Ausbreitungsverlusten aufgrund der Ausbreitung vom ersten Ende zum zweiten Ende der zusätzlichen Lichtleitfaser ergibt.A further advantageous embodiment of the Pumped power source according to the present invention Invention is characterized in that an optical residual power said additional Pump signal coming into a first end of said additional Optical fiber is fed, at a second end of said additional Recovered optical fiber can be. In this way, the optical residual power of the additional Pump signal can be reused, resulting in an optical performance of the said additional Pump signal, which fed into the first end of the additional optical fiber will, minus the one to amplify said additional Source signal spent energy, which of the power conversion efficiency the Raman amplification depends as well as propagation losses due to the spread of the first End to the second end of the additional optical fiber results.
Eine weitere Lösung für das Ziel der vorliegenden Erfindung ist durch ein Verfahren zum Einspeisen von Pumpenergie in ein optisches Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.A another solution for the The aim of the present invention is a method for feeding of pump energy into an optical transmission system according to the present invention Invention given.
Eine Lösung für das Ziel der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf das besagte optische Übertragungssystem ist durch die besagte Pumpenergiequelle gekennzeichnet, beinhaltend eine zusätzliche Lichtleitfaser, die in der Lage ist, einem optischen Signal, das sich auf der besagten zusätzlichen Lichtleitfaser ausbreitet, eine Raman-Verstärkung zu verleihen, ferner eine zusätzliche Quelle, welche ein zusätzliches Quellsignal liefert, das in besagte zusätzliche Lichtleitfaser eingespeist werden kann, sowie eine zusätzliche Pumpe, welche ein zusätzliches Pumpsignal liefert, das in besagte zusätzliche Lichtleitfaser eingespeist werden kann, so daß es sich entgegengesetzt zum besagten zusätzlichen Quellsignal ausbreitet.A solution to the object of the present invention with respect to said optical transmission system is characterized by said pump power source including an additional optical fiber capable of giving Raman amplification to an optical signal propagating on said additional optical fiber and an additional source which provides an additional source signal which can be fed into said additional optical fiber and an additional pump which provides an additional source Pump signal which can be fed into said additional optical fiber so that it propagates opposite to said additional source signal.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des optischen Übertragungssystems kann ein Strahl der besagten Pumpenergie in die besagte Lichtleitfaser eingespeist werden, so daß sich der besagte Strahl besagter Pumpenergie in der gleichen Richtung wie das besagte optische Signal ausbreitet. Die Pumpenergiequelle ist vorteilhafterweise gemäß der vorliegenden Erfindung ausgelegt.According to one advantageous embodiment of the optical transmission system may be a beam of said pumping energy in said optical fiber be fed so that said jet of said pump energy in the same direction as the said optical signal propagates. The pump energy source is advantageously according to the present Invention designed.
Gemäß einer weiteren erfinderischen Lösung ist vorgesehen, daß die besagte Pumpenergie der besagten Pumpenergiequelle in einen ersten Abschnitt der besagten Lichtleitfaser eingespeist wird und daß eine optische Restleistung des besagten zusätzlichen Pumpsignals zurückgewonnen wird, so daß es wiederverwendet werden kann.According to one another inventive solution is provided that the said pumping energy of said pumping power source into a first Section of said optical fiber is fed and that an optical Residual power of said additional Pump signal recovered will, so that it can be reused.
In einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die besagte zurückgewonnene optische Restleistung in einen vorhergehenden Abschnitt der besagten Lichtleitfaser eingespeist, vorzugsweise um ein Rückwärtspumpen zweiter Ordnung des besagten optischen Signals zu bewerkstelligen, d.h. es gibt zwei Verstärkungsstufen, von denen jede eine Raman-Verstärkung eines optischen Signals bewerkstelligt. Somit ist es möglich, die zurückgewonnene optische Restleistung ohne großen Aufwand im selben Übertragungssystem wiederzuverwenden.In a very advantageous embodiment of the The present invention provides said recovered residual optical power fed to a previous section of said optical fiber, preferably second to a reverse pumping Order of said optical signal to accomplish, i. there are two gain levels, each of which has a Raman amplification an optical signal accomplished. Thus it is possible the recovered optical residual power without large Effort in the same transmission system reuse.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise eine Rückwärtspumpquelle erster Ordnung vorgesehen, die Rückwärtspumpenergie erster Ordnung liefert. Ein Ausgangssignal dieser Rückwärtspumpquelle erster Ordnung kann wiederum durch Raman-Verstärkung mittels der besagten zurückgewonnenen optischen Restleistung verstärkt werden, die zusammen mit der besagten Rückwärtspumpenergie erster Ordnung in den besagten vorhergehenden Abschnitt der besagten Lichtleitfaser eingespeist wird und so ein Rückwärtspumpen zweiter Ordnung bewirkt.According to one another embodiment For example, the present invention is a reverse pump source provided first order, the backward pumping energy first order supplies. An output of this reverse pump source in turn, first order can be achieved by Raman amplification by means of the said recovered amplified optical residual power which, together with said first-order backward pumping energy in the said preceding section of said optical fiber is fed and so a backward pumping second order causes.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die Zeichnungen in der folgenden ausführlichen Beschreibung präsentiert.Further Advantages and characteristics of the present invention are disclosed Referring to the drawings, presented in the following detailed description.
In
Die
besagte Pumpenergiequelle
Die
zusätzliche
Quelle
Da
dem besagten zusätzlichen
Quellsignal E_s eine Raman-Verstärkung gemäß der nachstehenden
Beschreibung verliehen werden soll, wird es außerdem depolarisiert (was hier
nicht dargestellt ist), bevor es in die Lichtleitfaser
Im
Gegensatz zur zusätzlichen
Quelle
Die Wellenlänge des zusätzlichen Pumpsignals E_p_aux beträgt etwa 1320 nm und liegt somit um eine Raman-Größenordnung niedriger als die Wellenlänge des besagten zusätzlichen Quellsignals E_s.The wavelength of the additional pumping nals E_p_aux is about 1320 nm and is thus one Raman order of magnitude lower than the wavelength of said additional source signal E_s.
Da
die Wellenlänge
des besagten zusätzlichen
Quellsignals E_s größer als
die Wellenlänge des
besagten zusätzlichen
Pumpsignals E_p_aux ist und eine optische Leistung des besagten
zusätzlichen
Pumpsignals E_p_aux etwa 1 W beträgt, also bedeutend größer als
die optische Leistung des besagten zusätzlichen Quellsignals E_s ist,
das lediglich eine optische Leistung in der Größenordnung mW aufweist, wirkt
eine stimulierte Raman-Verstärkung
auf das besagte zusätzliche
Quellsignal E_s in besagter zusätzlicher
Lichtleitfaser
Das
so verstärkte
zusätzliche
Quellsignal E_s verläßt die zusätzliche
Lichtleitfaser
Wegen der Tiefpaßcharakteristik der RIN-Übertragung vom besagten zusätzlichen Pumpsignal E_p_aux auf das besagte zusätzliche Quellsignal E_s und des anfänglich niedrigen RINs des besagten zusätzlichen Quellsignals E_s hat auch die Pumpenergie E_p ein sehr niedriges RIN, insbesondere in dem vom optischen Übertragungssystem verwendeten Frequenzbereich von 50 kHz bis 10 GHz. Daher kann die Pumpenergie E_p in einer vorwärtsgepumpten Konfiguration zur Raman-Verstärkung eines optischen Signals verwendet werden, ohne daß sich dies ungünstig auf das besagte optische Signal hinsichtlich seines RINs auswirkt.Because of the low-pass characteristic the RIN transmission from said additional Pump signal E_p_aux to the said additional source signal E_s and of the initial low RINs said additional Source signal E_s also has a very low pumping energy E_p RIN, in particular in that used by the optical transmission system Frequency range from 50 kHz to 10 GHz. Therefore, the pump energy E_p in a forward pumped Configuration for Raman amplification an optical signal can be used without this unfavorable on the said optical signal with respect to its RIN.
Da
der Leistungkonversionswirkungsgrad der Raman-Verstärkung gewöhnlich nicht 100% erreicht,
kann die optische Restleistung E_p_aux' des besagten zusätzlichen Pumpsignals E_p_aux,
die nicht in Pumpenergie E_p umgewandelt wurde, am zweiten Ende
Diese
optische Restleistung E_p_aux' kann wiederverwendet
werden, wodurch der Leistungkonversionswirkungsgrad der dargestellten
Pumpenergiequelle
Eine
erste Ausführungsform
eines optischen Übertragungssystems
Das
besagte optische Übertragungssystem
Die
Verstärkungsstufe
beinhaltet einen gängigen
erbiumdotierten Faserverstärker
(Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA)
Gemäß der obigen
Beschreibung wird die von der Pumpenergiequelle
Eine
weitere Ausführungsform
des optischen Übertragungssystems
Die
Rückwärts-Pumpenergie
erster Ordnung E_p_1 wird in einer mehrere Diodenlaser beinhaltende
Rückwärts-Pumpquelle
Zusätzlich zum
EDFA
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet das zusätzliche Quellsignal E_s mehrere Quellen-Wellenlängen, was durch Kombination mehrerer Quellsignale unterschiedlicher Wellenlängen erreicht werden kann, von denen jedes vorzugsweise ein niedriges RIN aufweist und beispielsweise mit (hier nicht dargestellten) separaten Lasermodulen erzeugt werden kann.According to one preferred embodiment of Invention includes the additional Source signal E_s multiple source wavelengths, what achieved by combining multiple source signals of different wavelengths may be, each of which preferably has a low RIN and for example with (not shown here) separate laser modules can be generated.
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet die zusätzliche Pumpe
Claims (17)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP03003635A EP1450501B1 (en) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | Pump energy source, method of providing pump energy to an optical transmission system, and optical transmission system |
Publications (2)
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|---|---|
| DE60301482D1 DE60301482D1 (en) | 2005-10-06 |
| DE60301482T2 true DE60301482T2 (en) | 2006-02-23 |
Family
ID=32731529
Family Applications (1)
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